ES2337636T3

ES2337636T3 - Conjunto de valvula y sistema de acondicionamiento de aire con tal conjunto.

Info

Publication number: ES2337636T3
Application number: ES98944194T
Authority: ES
Inventors: Dror Benatav
Original assignee: Parker Lucifer SA
Current assignee: Parker Hannifin Manufacturing Switzerland SA
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1998-09-15
Publication date: 2010-04-27
Anticipated expiration: 2018-09-15
Also published as: KR100613739B1; CN1279752A; JP4255615B2; JP2001516861A; WO1999014519A1; DE69841420D1; EP1015798B1; EP1015798A1; AU9182798A; DK1015798T3; KR20050108489A; US6076365A; IL123184A0; EP1015798A4; KR20010024118A; KR100571117B1; CN1125251C

Abstract

Conjunto de válvula 8 para controlar el flujo de un fluido entre una serie de orificios que incluyen por lo menos un orificio de alta presión (HPC) y un orificio de baja presión (LPC), que comprende: una base (10; 210) que incorpora la mencionada serie de orificios; un elemento de válvula (20; 120; 220) giratorio a una serie de posiciones operativas con respecto a la mencionada base (10; 210), teniendo dicho elemento de válvula (20; 120; 220) una cara de control enfrentada a dicha base (10; 210) para controlar el flujo de fluido entre los mencionados orificios de acuerdo con la posición del elemento de válvula (20; 120; 220) con respecto a dicha base (10; 210); y una cara opuesta de espaldas a dicha base; caracterizado porque la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) está formada con una cavidad de baja presión (23) en su región central, y con una cavidad anular (24) de alta presión en su región exterior, que circunscribe por completo dicha cavidad de baja presión.

Description

Conjunto de válvula y sistema de acondicionamiento de aire con tal conjunto.

Campo de la invención

La presente invención trata de conjuntos de válvula para controlar el flujo de un fluido entre una serie de orificios. La invención es especialmente útil como conjunto de válvula de inversión de cuatro vías en un sistema de acondicionamiento de aire, y como método para hacer funcionar selectivamente el sistema de acuerdo con un modo de refrigeración o un modo de calentamiento, y por ello se describe a continuación en concreto con respecto a dicha aplicación, si bien se apreciará que la invención y las características de la misma podrían también utilizarse ventajosamente en muchas otras aplicaciones.

Antecedentes de la invención

Las válvulas de inversión de cuatro vías utilizadas actualmente en los sistemas de acondicionamiento de aire tienen que soportar diferenciales de presión muy grandes, del orden de 30 atmósferas o más. Tales diferenciales de presión elevados hacen difícil garantizar que la válvula no tenga fugas en su sección de alta presión, así como permitir el cambio desde una condición de funcionamiento a otra mediante el uso de una cantidad de fuerza relativamente pequeña. La patente de EE.UU. 2 855 000, de Van Allen, trata este problema en una sencilla válvula de inversión de manejo manual, que proporciona solo una sencilla operación de cambio. Otras válvulas de inversión de cuatro vías desarrolladas hasta la fecha han sido de construcción relativamente complicada y costosa, como son las mostradas por ejemplo en las patentes de EE.UU. 5 462 085 y 5 507 315.

Los sistemas de acondicionamiento de aire existentes están sometidos además a una serie de problemas adicionales. Un problema es la formación de escarcha o la formación de hielo, que pueden producirse cuando el sistema es manejado en el modo de calentamiento (durante el invierno) o en el modo de refrigeración (durante el verano). Si se produce la formación de escarcha en el modo de calentamiento, el remedio habitual es cambiar al modo de refrigeración para calentar la bobina exterior, y también desconectar el ventilador. Como resultado, se pierde una cantidad considerable de energía, y se reduce el período de calentamiento y la capacidad de calentamiento. Si se produce formación de escarcha en el modo de refrigeración, el remedio habitual es desconectar el compresor y/o detener o cambiar la velocidad del ventilador, lo que implica también una pérdida de energía, tiempo y capacidad de refrigeración. Además, interrumpir el funcionamiento del compresor es perjudicial para el compresor y requiere esperar varios minutos antes de que su funcionamiento pueda reanudarse. Además, para impedir la formación de escarcha en el modo de refrigeración, el sistema está diseñado en general para activar el evaporador a una temperatura significativamente por encima de la temperatura de congelación, por ejemplo a unos 7ºC, para tener en cuenta cambios en la temperatura exterior; esto reduce además la eficiencia y la capacidad de refrigeración del sistema, por ejemplo en comparación con cuando funciona a temperatura próxima a 0ºC.

Otro problema en los sistemas actuales de acondicionamiento de aire está en la reducción de la capacidad de refrigeración o calentamiento del sistema, por ejemplo cuando el volumen del espacio cerrado a refrigerar o calentar se reduce significativamente aislando habitaciones, etcétera. En general, los sistemas actuales de acondicionamiento de aire simplemente se apagan para reducir la capacidad de refrigeración o calentamiento. Sin embargo, esta forma de reducir la capacidad reduce también la eficiencia global del sistema y derrocha energía. Además, la interrupción frecuente del sistema tiende a reducir la vida útil del compresor y del ventilador.

Objetivos y resumen de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un conjunto mejorado de válvula que pueda soportar grandes diferenciales de presión sin fugas, que pueda llevarse desde una condición operativa a otra mediante el uso de una cantidad de fuerza relativamente pequeña, y que pueda proporcionar otros controles, en particular con respecto a la temperatura y/o la salida. Otro objetivo de la presente invención es un método y un sistema de acondicionamiento de aire que incluye un conjunto de válvula que pueda utilizarse no solo como una válvula de inversión normal para cambiar el funcionamiento del sistema entre refrigeración y calentamiento y viceversa, sino que también pueda ser utilizado como una válvula de control para llevar a cabo muchas funciones de control dentro de cada modo operativo, incluyendo impedir la formación de escarcha, desescarchar, reducir la capacidad del sistema cuando sea necesario, etc., de una manera más eficiente que en los actuales sistemas de acondicionamiento de aire.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de válvula para controlar el flujo de un fluido entre una pluralidad de orificios que incluyen por lo menos un orificio de alta presión y un orificio de baja presión, que comprende: una base que incorpora la serie de orificios; y un elemento de válvula giratorio a una serie de posiciones operativas con respecto a la base. El elemento de válvula tiene una cara de control enfrentada a la base para controlar el flujo de fluido entre los orificios de acuerdo con la posición del elemento de válvula con respecto a la base, y una cara opuesta de espaldas a la base. La cara de control del elemento de válvula está formada de una cavidad de baja presión en la región central de la misma, y de una cavidad anular de alta presión en la región exterior de la misma, circunscribiendo por completo la cavidad de baja presión.

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De acuerdo con otras características de las realizaciones preferidas descritas, el conjunto de válvula comprende además un respiradero de acción lenta para aplicar alta presión desde la cavidad de alta presión a la cara opuesta del elemento de válvula, cuando el elemento de válvula está en una posición operativa, para presionar firmemente el elemento de válvula hacia un contacto de sellado con la base, y de ese modo aislar la cavidad de alta presión respecto de la cavidad de baja presión, una válvula de mando que está cerrada normalmente pero puede abrirse selectivamente para liberar la alta presión aplicada a la cara opuesta del elemento de válvula, para permitir de ese modo que el elemento de válvula se mueva a otra posición operativa; y una galería desde la sección anular de alta presión del elemento de válvula hasta la cara opuesta del elemento de válvula, para mantener la cara de control del elemento de válvula lo suficientemente próxima a la base para aislar sustancialmente la cavidad de alta presión respecto de la cavidad de baja presión también cuando la válvula de mando se abre y se mueve a otra posición operativa. Este último aislamiento no es completo debido a un fino colchón de aire producido por la cavidad de alta presión entre la base y elemento de válvula completamente alrededor del elemento de válvula, pero suficiente para permitir que la válvula se utilice también como una válvula de control para llevar a cabo una serie de funciones de control, en particular para propósitos de control de temperatura y/o de control de salida.

Como se describirá después, un conjunto de válvula construido de acuerdo con las características precedentes proporciona un alto grado de protección contra fugas desde su sección de alta presión, cuando el conjunto de válvula está en una condición operativa, permite que se cambie la válvula a otra condición operativa mediante la aplicación de una cantidad de fuerza relativamente pequeña, y además permite que se utilice la válvula para llevar a cabo una serie de funciones de control importantes cuando está en cualquier posición operativa. Por lo tanto el conjunto de válvula puede construirse de una forma simple, barata y compacta, en comparación con construcciones previas, y es particularmente útil en sistemas de acondicionamiento de aire a ser manejados de acuerdo con un modo de refrigeración en verano y un modo de calentamiento en invierno.

Por lo tanto, según otro aspecto de la presente invención se proporciona un sistema de acondicionamiento de aire para el acondicionamiento de aire de un espacio cerrado mediante la compresión y expansión de un fluido, que comprende: un intercambiador de calor interior a situar dentro del espacio cerrado; un intercambiador de calor exterior a situar fuera del espacio cerrado; un compresor que tiene un lado de baja presión y un lado de alta presión; y una válvula de inversión. La válvula de inversión incluye: una base que tiene un orificio de baja presión conectado al lado de baja presión del compresor, y un orificio de alta presión conectado al lado de alta presión del compresor; un elemento de válvula rotatorio con respecto a la base, dicho elemento de válvula tiene una cara de control enfrentada a la base para controlar el flujo de fluido entre los orificios de acuerdo con la posición del elemento de válvula con respecto a la base, y una cara opuesta de espaldas a la base. La cara de control del elemento de válvula está formada por una cavidad de baja presión en la región central de la misma, y por una cavidad anular de alta presión en la región exterior de la misma, la cavidad de baja presión circunscribiendo por completo un accionamiento por motor rotatorio para impulsar, en realizaciones preferidas descritas, el elemento de válvula; y un controlador para controlar el accionamiento por motor rotatorio con el objeto de activar selectivamente el elemento de válvula; (a) a una primera posición que conecta el orificio de baja presión al intercambiador de calor interior y el orificio de alta presión al intercambiador de calor exterior para definir una sección de baja presión que incluye el intercambiador de calor interior para utilizar el fluido con el objeto de refrigerar el espacio cerrado; (b) a una segunda posición que conecta el orificio de alta presión al intercambiador de calor interior, y el orificio de baja presión al intercambiador de calor exterior, para definir una sección de alta presión que incluye el intercambiador de calor interior con el objeto de utilizar el fluido para calentar el espacio cerrado. El controlador también controla el accionamiento por motor rotatorio para impulsar selectivamente el elemento de válvula a por lo menos otra posición, además de, y preferentemente entre las posiciones primera y segunda. El elemento de válvula está construido para mantener la sección de alta presión aislada sustancialmente de la sección de baja presión, y para llevar a cabo por lo menos una función de control adicional, cuando la válvula es conducida a la otra posición.

Una función adicional descrita es derivar una parte del fluido desde el orificio de alta presión al orificio de baja presión para controlar de ese modo la temperatura dentro del sistema sin interrumpir el compresor. Otra función adicional descrita es limitar el área eficaz en sección transversal del orificio de baja presión con respecto al intercambiador de calor conectado a este, para controlar de ese modo la salida del sistema sin interrumpir el funcionamiento del compresor. Otra función de control es abrir y cerrar selectivamente la válvula de mando, no solo para realizar una operación de cambio, sino también para controlar las fugas desde el orificio de alta presión al orificio de baja presión con el propósito de control temperatura, en cualquier posición de la válvula.

Por lo tanto, semejante sistema de acondicionamiento de aire puede manejarse para llevar a cabo muchas funciones diversas de control, incluyendo impedir la formación de escarcha o el sobrecalentamiento, reducir la capacidad del sistema, etc., de una manera continua, periódica, o cuando se requiera. Esto permite que el acondicionamiento de aire se diseñe para una eficiencia máxima y para estar controlado de forma continua de acuerdo con condiciones cambiantes.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método de acondicionamiento de aire de un espacio cerrado, que proporciona las ventajas descritas anteriormente.

Otras características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describe aquí, solo modo de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 es una vista tridimensional en despiece, que ilustra una forma preferida del conjunto de válvula construido de acuerdo con la presente invención;

la figura 2 es una vista tridimensional en despiece, que ilustra solo los orificios montados en la base, y el lado opuesto del elemento de válvula respecto del mostrado en la figura 1.

la figura 3 es una vista en sección del conjunto de válvula de la figura 1, en una condición ensamblada;

las figuras 4a y 4b ilustran, a lo largo de las líneas de sección IV-IV de la figura 3, dos posiciones del disco de acoplamiento con respecto al elemento de válvula de la figura 1;

las figuras 5a y 5b ilustran, a lo largo de las líneas V-V de la figura 3, las dos posiciones operativas normales del elemento de válvula del conjunto de válvula de la figura 1;

las figuras 6a y 6b ilustran un sistema de acondicionamiento de aire que incluye el conjunto de válvula de la figura 1, con el elemento de válvula en la posición en modo refrigeración y en la posición en modo calentamiento, respectivamente, de las figuras 4a y 5b;

las figuras 7 y 8a-8c ilustran una variación en la construcción del disco de acoplamiento y del elemento de válvula;

la figura 9 ilustra esquemáticamente un sistema eléctrico de control para controlar el motor rotatorio en el conjunto de válvula con el objeto de proporcionar no solo el cambio de una operación a otra, sino también proporcionar fugas o purgas controladas desde la sección de alta presión a la sección de baja presión, para impedir la formación de escarcha o para desescarchar sin interrumpir el funcionamiento del sistema;

las figuras 10a-10f son vistas, similares a las de las figuras 5a y 5b, que ilustran cómo puede producirse fugas controladas para impedir la formación de escarcha o para desescarchar;

las figuras 11a-11c son vistas similares a las de las figuras 10a-10c que ilustran cómo el conjunto de válvula puede manejarse para reducir la capacidad sin interrumpir el funcionamiento del sistema;

las figuras 12a-12c corresponden a las figuras 8a-8c pero ilustran una modificación en la que el conjunto de válvula se maneja para llevar a cabo una función de control sin interrumpir el funcionamiento del sistema;

las figuras 13 y 14 ilustran dos aplicaciones más del conjunto de válvula de la presente invención;

la figura 15 es una vista tridimensional en despiece, que ilustra otra forma preferida del conjunto de válvula construido de acuerdo con la presente invención;

las figuras 16a 16b son vistas tridimensionales que ilustran los dos lados opuestos del elemento de válvula en el conjunto de la figura 15;

la figura 17a es una vista inferior que ilustra la cara de control del elemento de válvula en el conjunto de válvula de la figura 15;

la figura 17b es una vista superior que ilustra los orificios montados en la base cooperativos con el elemento de válvula en el conjunto de válvula de la figura 15;

las figuras 18a 18b ilustra un sistema de acondicionamiento de aire que incluye el conjunto de válvula de la figura 15, con el elemento de válvula en la posición en modo refrigeración y en la posición en modo calentamiento, respectivamente;

las figuras 19 y 19a ilustran de forma diagramática el conjunto de válvula de la figura 15 en su posición de refrigeración normal;

las figuras 20-23 ilustran de forma diagramática el conjunto de válvula en su modo de refrigeración pero en posiciones diferentes para controlar un par de conductos de derivación con propósitos de control temperatura;

las figuras 20a, 20b-23a, 23b ilustran dos controles opcionales de la válvula de mando en cada una de las posiciones de válvula ilustradas en las figuras 20-23 respectivamente; y

las figuras 24-27 y 24a-27b son vistas correspondientes a las figuras 19-23b pero que muestran el elemento de válvula en su posición en modo calentamiento.

Descripción detallada de las realizaciones ilustradas

El conjunto de válvula ilustrado en las figuras 1-6b sirve como válvula de inversión de cuatro vías para un sistema de acondicionamiento de aire, para hacer funcionar el sistema de acuerdo con un modo refrigeración o bien con un modo de calentamiento, y también como válvula de control para llevar a cabo cualquiera de una serie de funciones de control en cualquiera de los modos. El sistema de acondicionamiento de aire, que se ilustra de forma diagramática en las figuras 6a y 6b, incluye un compresor 2; un intercambiador de calor o bobina 4 interior (que actúa como un evaporador en el modo de refrigeración); un intercambiador de calor o bobina 6 exterior (que actúa como un condensador en el modo de refrigeración), y un conjunto de válvula 8, que tienen un orificio de baja presión LP_{C} conectado a la entrada del compresor 2, y un orificio de alta presión HP_{C} conectado a la salida del compresor 2. El conjunto de válvula 8 tiene dos orificios más HX_{I} y HX_{O} a conectar a los orificios LP_{C} y HP_{C} de acuerdo con el modo específico de funcionamiento del sistema de acondicionamiento de aire. Así, la figura 6a ilustra el modo de funcionamiento de refrigeración, en el que el orificio HX_{I} conecta la baja presión desde el orificio LP_{C} al intercambiador de calor interior 4, y el orificio HX_{O} conecta la alta presión desde el orificio HP al intercambiador de calor exterior 6; mientras que la figura 6b ilustra el modo de funcionamiento de calentamiento en el que el orificio de HX_{O} conecta la baja presión desde el orificio LP_{C} al intercambiador de calor exterior 6, y el orificio HX_{O} no conecta la alta presión desde el orificio HP_{C} al intercambiador de calor interior 4.

La construcción del conjunto de válvula 8 se ilustra más en concreto en las figuras 1-3. Este incluye una base 10 que incorpora los cuatro orificios LP_{C}, HP_{C}, HX_{I}, HX_{O}, orificios que están conectados por conductos L_{1}-L_{4}, respectivamente, al compresor 2, al intercambiador de calor interior 4 y el intercambiador de calor exterior 6. El conjunto de válvula 8 incluye además un elemento de válvula, designado en general como 20, que es rotatorio a dos posiciones operativas para controlar el flujo del gas entre los cuatro orificios para producir los modos de funcionamiento de refrigeración y calentamiento. El elemento de válvula 20 se rota a sus dos posiciones operativas mediante un accionamiento, designado en general como 30, y un disco o elemento de acoplamiento, designado en general como 40.

El elemento de válvula 20, el disco de acoplamiento 40 y una parte del accionamiento 30, están todos contenidos dentro de un alojamiento 50 que está sellado herméticamente a la base 10. Los elementos restantes del accionamiento 30 están contenidos dentro de un segundo alojamiento 60 fijado al extremo superior del alojamiento 50.

La base 10, que forma la pared inferior del alojamiento 50, incluye una pluralidad de agujeros que definen los cuatro orificios. El orificio LP_{C}, conectado por el conducto L a la entrada de baja presión del compresor 2 (figuras 6a, 6b), es el de mayor área en sección transversal, y está localizado centralmente en la base 10. El orificio HP_{C}, conectado por el conducto L_{2} a la salida de alta presión del compresor 2, está localizado junto a la periferia exterior de la base 10. El orificio HX_{I} conectado por el conducto L_{3} al intercambiador de calor interior 4, y el orificio HX_{O} conectado por el conducto L_{4} al intercambiador de calor exterior 6, están localizados en la periferia exterior de la base 10 en lados opuestos del orificio HP_{C}.

La base 10 incluye además un tope 11 en su cara interna. El tope coopera con el elemento de válvula 20 para localizar el elemento en sus dos posiciones operativas, una que produce un modo de funcionamiento de refrigeración, y la otra que produce un modo de funcionamiento de calentamiento.

Como se muestra en especial en la figura 2, la cara de control del elemento de válvula 20 (que está enfrentada a la base 10) incluye dos formaciones de nervadura 21, 22 en bucle cerrado, concéntricas. La formación de nervadura 21 es un bucle cerrado interior central de la cara de control del elemento de válvula 20; define una cavidad o sección 23 de baja presión interior en la región central de dicha cara que está en comunicación con el orificio de baja presión LP_{C} en la base 10. La formación de nervadura 22 es un bucle cerrado anular, exterior; define una formación de nervadura interior 21, una sección de alta presión exterior que circunscribe por completo la sección de baja presión interior 23 y está en comunicación con el orificio de alta presión HP_{C} de la base 10. La sección 24 de alta presión incluye dos partes laterales 24a, 24b unidas entre sí mediante galerías 24c, 24d, de forma que rodea por completo la sección de baja presión 23.

Por razones a describir a continuación, hay formado un pequeño agujero 25 a través de la sección de alta presión 24 del elemento de válvula 20, y hay formado un agujero mayor 26 a través de su sección de baja presión 23.

La cara opuesta del elemento de válvula 20 (mostrada en la figura 1) se opone al disco de acoplamiento 40. Esta cara incluye una parte periférica exterior 27 formada de dos superficies de leva 28, que se extienden radialmente hacia dentro del elemento de válvula en localizaciones opuestas diametralmente en este, y una ranura 29 que se extiende a través de un arco de unos 60º. Tal como se describirá después en mayor detalle, las superficies de leva 28 y la ranura 29 cooperan con el disco de acoplamiento 40 para acoplar el elemento de válvula 20 al accionamiento a través de un acoplamiento en vacío que permite que el disco de acoplamiento sea rotado una pequeña cantidad sin rotar el elemento de válvula.

Tal como se ha indicado antes, el accionamiento 30 está dividido en dos secciones. Una sección incluye partes cerradas dentro del alojamiento 50 que contiene el elemento de válvula 20 y el disco de acoplamiento 40; mientras que la otra sección es externa al alojamiento 50 y está contenida dentro del segundo alojamiento 60 asegurado al extremo superior del alojamiento 50.

Las partes del accionamiento 30, en localización externa respecto del alojamiento 50 (y dentro del alojamiento 60) incluyen un motor 31, preferentemente un motor paso a paso, que tiene un eje giratorio 32 para girar un disco 33. El disco 33 lleva un par de imanes permanentes 33 a, 33b en lados opuestos del disco y alineados diametralmente con su eje de rotación.

Las partes del accionamiento 30 localizadas internamente dentro del alojamiento 50 incluyen otro disco 34 montado de forma giratoria en una espiga 35 fija en el disco extremo giratorio 35a. El disco 34 lleva un par de imanes permanentes 34a, 34b alineados diametralmente con el eje de rotación del disco 34. Los imanes permanentes 34a, 34b en el disco 34 dentro de alojamiento 50 son de la misma configuración circular que los imanes permanentes 33a, 33b en el disco 33 dentro del alojamiento 60, y están adaptados para estar alineados axialmente con tales imanes con el fin de producir un acoplamiento magnético entre los dos discos de manera que la rotación del disco 33 externo al alojamiento 50 produce una rotación correspondiente del disco 34 dentro del alojamiento 50.

La rotación del disco 34 dentro del alojamiento 50 es transmitida, a través del disco de acoplamiento 40, al elemento de válvula 20 por medio de un engranaje 36 soportado por el disco 34, y una transmisión reductora 37 acoplada al disco de acoplamiento 40.

La transmisión reductora 37 es de un tipo de engranaje planetario de dos etapas, que se ve mejor en la figura 3. Incluye un alojamiento exterior 37a formado con una abertura central para recibir el engranaje 36 del disco 34, un engranaje anular 37b unido a la cara interna del alojamiento 37a, y dos etapas 38a, 38b de engranajes planetarios cooperativos con el engranaje anular 37b. La primera etapa 38a incluye tres engranajes planetarios que engranan con el engranaje anular 37b para hacer rotar un disco 39. A su vez, el disco 39 está unido a un engranaje 39a que engrana con los tres engranajes planetarios de la segunda etapa 38b, los últimos engranajes engranando además con el engranaje anular 37b. La disposición es tal que la rotación rápida del disco 34 produce una rotación lenta del disco 39, y su engranaje planetario 38b de la transmisión reductora 37. Un saliente 50a sobre la cara interna del alojamiento 50, recibido dentro de un rebaje correspondiente en el alojamiento 37a de la transmisión, impide la rotación del alojamiento de la transmisión durante la rotación de los engranajes planetarios.

El disco de acoplamiento 40 está formado con tres vástagos 41 recibidos dentro de aberturas en los tres engranajes planetarios 38b de la segunda etapa, de manera que la rotación lenta del disco 39 en el extremo de salida de la transmisión reductora 37 produce una rotación lenta del disco de acoplamiento 40. El movimiento giratorio del disco de acoplamiento 40 es transmitido al elemento de válvula 20 de una manera compatible mediante un par de clavijas de acoplamiento 42, 43 impulsadas por resorte, que se extienden radialmente, que se acoplan con superficies de leva 28 en la superficie interna de la pared anular 27 del elemento de válvula 20, tal como se ve mejor en la figura 1.

El disco de acoplamiento 40 no solo acopla el elemento de válvula 20 al accionamiento, sino que además coopera con el agujero grande 26 para controlar la presión de fluido aplicada al elemento de válvula. Para este último propósito, el disco de acoplamiento 40 está dotado de un par de elementos 44, 45 de válvula de mando, cada uno adaptado para cubrir o descubrir un agujero grande 26 en función de la posición del disco de acoplamiento 40 con respecto al elemento de válvula 20. El disco de acoplamiento 40 incluye además una clavija pendiente 46 recibida dentro de la ranura 29 en el elemento de válvula 20, que limita la rotación del disco de acoplamiento 40 con respecto al elemento de válvula.

La operación de cambio, en la que el sistema de acondicionamiento de aire se cambia desde un modo de refrigeración (en verano) a un modo de calentamiento (en invierno), o viceversa, se describirá ahora en concreto haciendo referencia a las figuras 4a-6b.

Se asumirá que el elemento de válvula 20 está en la posición ilustrada en la figura 5A, que produce un modo de funcionamiento de refrigeración del sistema de acondicionamiento de aire según se ilustra en la figura 6a. En esta posición operativa del elemento de válvula 20, la baja presión procedente del orificio de LP_{C} (conectado al lado de baja presión del compresor 2) está conectada al orificio HX_{I} que conduce al intercambiador de calor interior 4, y la alta presión procedente del orificio HP_{C} (conectado al lado de alta presión del compresor) está conectada al orificio HX_{O} que conduce al intercambiador de calor exterior 6, produciendo de ese modo un modo de funcionamiento de refrigeración tal como se muestra en la figura 6a.

Cuando el elemento de válvula está en la posición operativa de la figura 5a, la alta presión que aparece en la sección 24 de alta presión del elemento de válvula se transmite a través del pequeño agujero 25, que actúa como un respiradero de acción lenta, al lado opuesto del elemento de válvula (el lado ilustrado en la figura 1). Puesto que el área superficial en este lado del elemento de válvula es mucho mayor que el área superficial 24 de alta presión en el lado opuesto del elemento de válvula, esta alta presión aplicada a través del respiradero 25 es eficaz para presionar firmemente el elemento de válvula 40 contra la base 10, produciendo de ese modo un sellado compacto frente a fugas de gas.

Cuando se desea cambiar la posición operativa del elemento de válvula para producir un modo de funcionamiento de calentamiento tal como se ilustra en la figura 6b, el motor 31 de accionamiento es accionado para hacer rotar el disco de accionamiento 33 que, como se ha descrito anteriormente, es externo al alojamiento 50. Sin embargo, el acoplamiento magnético producido por los imanes permanentes 33a, 33b sobre el disco de accionamiento externo 36, y por los imanes 34a, 34b sobre el disco de accionamiento interno 34, transmite el movimiento giratorio del motor 31 al disco de accionamiento interno 34 a través de la transmisión reductora 37 dentro del alojamiento 50. De ese modo, la velocidad rotatoria del disco de accionamiento 34 es reducida por la transmisión de engranaje planetario de dos etapas, de la transmisión reductora 37, para hacer rotar el disco de acoplamiento 40, acoplado al engranaje planetario de la segunda etapa mediante vástagos 41, a una velocidad relativamente lenta. Por ejemplo, cada etapa de la transmisión 37 de dos etapas podría producir una relación reductora de 25:1 de manera que la relación de transmisión reductora de la transmisión completa 37 es de 50:1.

En la posición inicial del disco de acoplamiento 40 (que se muestra en la figura 4a antes de comenzar a rotar), su clavija 46 está en un extremo de la ranura 29 (figura 1) del elemento de válvula 20. Además, uno de sus elementos 44, 45 de válvula de mando cierra la abertura grande 26 en el elemento de válvula 20, para producir el sellado de alta presión efectuado por la abertura pequeña 25, como se ha descrito anteriormente.

Inmediatamente después del movimiento inicial del disco de acoplamiento 40, y antes de que el elemento de válvula 20 comience a moverse, el agujero grande 26 en el elemento de válvula es descubierto por el respectivo elemento 44, 45 de la válvula de mando. Esto libera inmediatamente la alta presión que presiona al elemento de válvula 20 contra la base 10, permitiendo de este modo que el elemento de válvula sea rotado fácilmente por el disco de acoplamiento 40.

La rotación del disco de acoplamiento 40 provoca que las clavijas 42, 43 impulsadas por resorte, del disco de acoplamiento, se muevan en relación con el elemento de válvula 20 (figura 4) hasta que se acoplan con las levas 28 en la superficie interna de la pared periférica 27 del elemento de válvula, y de ese modo rotan el elemento de válvula hasta la posición operativa ilustrada en la figura 5b. Esta posición está determinada por el acoplamiento del tope 11 de la base 10 con el extremo opuesto de la sección 24 de alta presión exterior del elemento de válvula. El tope 11 impide de este modo una rotación adicional del elemento de válvula 20 de manera que el disco de acoplamiento 40 rota ahora en relación con el elemento de válvula para traer su otro elemento 44, 45 de válvula de mando, sobre el agujero grande 26, y de ese modo para restablecer el sellado de alta presión aplicado al elemento de válvula mediante el respiradero 25 de acción lenta. De este modo, el elemento de válvula está ahora en la posición ilustrada en la figura 5b, determinada por la clavija 46 acoplándose con el extremo opuesto de la ranura 29, produciendo de ese modo un modo de funcionamiento de calentamiento del sistema de acondicionamiento de aire como se ilustra en la
figura 6b.

En la construcción ilustrada, la operación de cambio descrita anteriormente lleva entre 1,0 y 1,5 segundos. Sin embargo, puede hacerse más lenta si se desea, mediante controlar el motor 31 de la válvula, por ejemplo para evitar sacudidas súbitas al sistema de acondicionamiento de aire.

Siempre que se desee realizar un cambio a un modo de funcionamiento de refrigeración, el motor M es excitado en sentido inverso, para lo cual se produce la misma secuencia de eventos que la descrita anteriormente, para mover el elemento de válvula 20 de vuelta a la posición ilustrada en la figura 5a, con el objeto de producir así un modo de funcionamiento de refrigeración del sistema de acondicionamiento de aire como se ilustra en la figura 6a.

Las figuras 7 y 8a-8c ilustran una variación en la que las superficies 28 de leva tienen la forma de elementos curvos alargados 128 que tienen tres formaciones de leva 128a, 128b, 128c. Cada formación de leva 128 se extiende a lo largo de un arco de unos 120º. Estos están separados por ranuras 129 cada una de unos 60º, correspondientes a la ranura fina 29 (figura 1). Además, el disco de acoplamiento 40 está dotado de dos nervaduras radiales 146 que se mueven en las ranuras 129 y sirven de este modo a la misma función que la clavija 46 movible dentro de la ranura 29 en la figura 1, tal como se ha descrito anteriormente.

Tal como se muestra en concreto en las figuras 8a-8c, las clavijas 43 impulsadas por resorte, del disco de acoplamiento 40, funcionan con las superficies de leva 128a, 128b, 128c de los dos elementos de leva 128 del mismo modo que se ha descrito anteriormente, primero para liberar la alta presión de sellado aplicada al elemento de válvula 20, a continuación para hacer rotar el elemento de válvula a su nueva posición operativa, y después para restablecer la alta presión de sellado aplicada al elemento de válvula. De este modo, cuando el elemento de válvula está exactamente en una posición operativa, el elemento 44 de válvula de mando del disco de acoplamiento, estando exactamente sobre la abertura 26 en el elemento de válvula (figura 8a), está cerrado, de manera que la alta presión de sellado es aplicada al elemento de válvula tal como se ha descrito anteriormente. Cuando el elemento de válvula va a moverse a una nueva posición operativa, el disco de acoplamiento 40 se rota primero para desplazar el elemento de válvula de mando 44 alejándolo de la abertura 26 (figuras 8b, 8c), liberando de ese modo la alta presión de sellado, de manera que cuando las clavijas 42, 43 se acoplan con la superficie de leva intermedia 128b, el disco de acoplamiento hará rotar el elemento de válvula a su nueva posición operativa. Este es detenido en esta posición operativa mediante la clavija 11 tal como se ha descrito anteriormente, para lo cual el disco de acoplamiento 40 seguirá moviéndose, superando la superficie de leva intermedia 128b hasta que alcanza la superficie de leva extrema 128c; en tal posición su otro elemento de válvula de mando 45 cubre ahora la abertura 26 para restablecer de ese modo la alta presión de sellado al elemento de válvula.

Una característica importante del conjunto de válvula descrito es que mantiene automáticamente el elemento de válvula 20 muy próximo a la base 10, separado mediante un fino colchón de aire, siempre que el elemento de válvula no está exactamente en una de sus dos posiciones operativas. Esta separación estrecha es auto-regulada automáticamente siempre que el elemento de válvula no esté exactamente en una de sus posiciones operativas, mediante fugas desde la sección circular 24 de alta presión en la cara acanalada del elemento de válvula 24 a la cara opuesta del elemento de válvula. De este modo, si el elemento de válvula 20 tiende a inclinarse o a separarse de la base 10 en cualquier punto en torno a la circunferencia del elemento de válvula, el espacio así producido provocará que la alta presión procedente de la sección anular 24 de alta presión se aplique través de este espacio a la cara opuesta del elemento de válvula 20, restableciendo de ese modo el elemento de válvula a su posición próxima con la base.

Esta acción regulada del elemento de válvula 20 produce de este modo un delgado colchón de aire que facilita la operación de cambio, para cambiar de un modo operativo a otro. Aunque este colchón de aire produce cierta fuga ésta es relativamente pequeña de forma que la sección de alta presión del elemento de válvula permanece sustancialmente aislada de la sección de baja presión en la medida suficiente para permitir que el conjunto de válvula sirva también como una válvula de control y lleve a cabo muchas funciones de control importantes dentro de un modo operativo. Descritos a continuación, a modo de ejemplo, están el control anti-formación de escarcha o el control de desescarche, y el control de reducción de la salida, de los que ambos pueden llevarse a cabo mediante el conjunto de válvula descrito en cualquiera de los dos modos operativos del sistema de acondicionamiento de aire y sin interrumpir el funcionamiento del sistema de acondicionamiento de aire.

La figura 9 ilustra de forma diagramática un circuito eléctrico para controlar el motor 31 de válvula del conjunto de válvula para un modo de funcionamiento de cambio, así como para una operación de control dentro de uno de los modos. El sistema ilustrado en la figura 9 incluye un circuito de control CC para controlar el motor 31 de la válvula; un selector de modo MS para manejar el sistema de acuerdo con el modo de refrigeración (en verano), o con el modo de calentamiento (en invierno); un selector de desescarche DS para producir una operación de control anti- formación de escarcha o de desescarche dentro de uno de los dos modos operativos; y un selector de salida OS para controlar la salida del sistema sin interrumpir el funcionamiento del sistema. También ilustrado en la figura 9 hay un sensor de temperatura TS que mide la temperatura, por ejemplo la temperatura ambiente exterior, y produce una salida al circuito de control CC controlando automáticamente el motor 32 de la válvula para impedir la formación de escarcha, o para desescarchar, de una forma muy eficiente y sin interrumpir el funcionamiento del sistema.

El conjunto de válvula descrito permite que el sistema de acondicionamiento de aire se maneje para impedir la formación de escarcha, para desescarchar, o para proporcionar otros controles de temperatura, tanto en el modo de refrigeración como en el modo de calentamiento. La forma de la que se consigue esto está ilustrada en las figuras 10a-10f.

En las figuras 10a-10f, los orificios LP_{C}, HP_{C}, HX_{I}, HX_{O} están marcados correspondientemente como en las figuras 5a y 5b. Sin embargo, la formación de nervadura 21, que define la región de baja presión interior 23 y la región anular de alta presión exterior 24, no es de un grosor homogéneo como el ilustrado en la figura 2, sino de grosor variable tal como se muestra mediante las líneas de sección 121 en las figuras 10a-10f. Esto es preferible en concreto para el control de reducción de salida a describir a continuación.

La figura 10a ilustra la posición del elemento de válvula rotatoria 20 con respecto a los cuatro orificios en la base (10, figura 1) para producir un modo de funcionamiento de refrigeración tal como se ha descrito antes concretamente en relación con la figura 5a. Siempre que pueda desearse impedir la formación de escarcha, desescarchar, o proporcionar otros controles de temperatura, el elemento de válvula 120 puede moverse, a través del disco de acoplamiento (40, figura 1) para producir una fuga o purga controlada entre la región exterior 124 de alta presión producida por el orificio de alta presión HP_{C}, y la región central 123 de baja presión acoplada a la baja presión del orificio LP_{C}, correspondiente a la cantidad de fuga deseada. La fuga no solo influye sobre la presión del gas en cada región sino que influye también sobre la temperatura en cada región.

Las figuras 10b-10e ilustran cómo esta fuga puede incrementarse, si se desea, hasta que se alcanza la segunda posición operativa, es decir el modo de calentamiento, como se ilustra en la figura 10f. Se apreciará que cuanto mayor es la fuga, mayores serán los resultados anti-formación de escarcha o de desescarche.

Esta fuga para impedir la formación de escarcha (o para desescarchar) puede estar controlada automáticamente en respuesta a la temperatura ambiente exterior por medio del sensor de temperatura TS ilustrado en la figura 9. Por ejemplo, cuando el sistema está funcionando de acuerdo con el modo de refrigeración, y la temperatura ambiente exterior cae, esto será detectado por el sensor de temperatura TS para controlar automáticamente, a través del circuito CC, el motor 31 de la válvula para producir una fuga controlada de gas a alta temperatura hacia la región a calentar, con el fin de impedir la formación de escarcha o de desescarchar.

Este control puede ser un control periódico, en el que el motor 32 de la válvula (figura 1) estaría controlado para mover periódicamente el elemento de válvula a una de las posiciones ilustradas en las figuras 10b-10e y a continuación de vuelta a su posición de funcionamiento normal. Este control periódico de fugas puede llevarse a cabo mediante controlar periódicamente la amplitud de la fuga (según las figuras 10b-10e), el intervalo de tiempo de cada periodo de fuga, y/o la frecuencia a la que se lleva a cabo la fuga. Un control semejante puede también ser continuo, en donde podría proporcionarse una fuga continua con una magnitud dependiente de la salida del sensor de temperatura para impedir la formación de escarcha. Esta fuga puede también producirse manualmente mediante manejar el botón selector de desescarche DS (figura 9), o automáticamente de en respuesta a la temperatura. Semejante operación anti-formación de escarcha o de desescarche se permite fácilmente mediante el conjunto de válvula descrito sin interrumpir el funcionamiento global del sistema, puesto que: (1) el motor 32 de la válvula puede ser controlado de forma precisa mediante el circuito de control CC; (2) puesto que el elemento de válvula puede rotarse fácilmente a cualquier posición deseada con respecto a la base 10; y (3) el contacto leve regulado, o separación muy estrecha, del elemento de válvula con respecto a la base, siempre que el elemento de válvula no esté en una de sus posiciones operativas, aísla sustancialmente la sección de alta presión respecto de la sección de baja presión en la medida suficiente para permitir este tipo de control.

Un control anti-formación de escarcha o de desescarche como el descrito anteriormente proporciona una serie de ventajas importantes. Permite que el sistema de acondicionamiento de aire sea manejado para obtener la máxima eficiencia sin peligro de formación de escarcha. Permite también que el sistema sea manejado continuamente, y que no sea interrumpido ni invertido, ahorrando de ese modo una energía considerable, maximizando la utilización del sistema de acondicionamiento de aire, y evitando la interrupción no deseable del compresor.

Las figuras 11a-11c ilustran cómo el nuevo conjunto de válvula puede ser modificado para producir una reducción de salida deseada en el sistema de acondicionamiento de aire sin interrumpir su funcionamiento. Por ejemplo, los sistemas de acondicionamiento de aire están diseñados normalmente para una eficiencia máxima a una salida predeterminada, y si se va a reducir la salida requerida, por ejemplo debido la disminución en el espacio a calentar o refrigerar, usualmente es necesario interrumpir el funcionamiento del sistema. Sin embargo, semejante operación de un sistema normal de acondicionamiento de aire reduce su eficiencia global, derrocha una cantidad considerable de energía, acelera el desgaste, etc., debido a las interrupciones frecuentes del sistema.

El conjunto de válvula de la presente invención permite que la salida del sistema de acondicionamiento de aire, tanto en el modo de refrigeración como en el modo de calentamiento, se reduzca a voluntad sin interrumpir el funcionamiento del sistema. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante controlar el motor 32 de la válvula para producir una reducción controlada en el área eficaz de sección transversal del orificio de baja presión LP_{C} expuesto al intercambiador de calor conectado a este. Así, la figura 11a ilustra el elemento de válvula 120 en una posición en modo de refrigeración en donde su nervadura 121 abre completamente el orificio de baja presión LP_{C} expuesto al orificio HX_{I} del intercambiador de calor interior, produciendo de ese modo una succión del 100%; la figura 11b ilustra la posición del elemento de válvula en la que la nervadura 121 cubre aproximadamente el 25% del área en sección transversal del orificio de baja presión LP_{C}, produciendo de ese modo una succión de aproximadamente el 75%; y la figura 11c ilustra la posición del elemento de válvula en la que la nervadura 121 cubre aproximadamente el 75% del área en sección transversal del orificio de baja presión P_{I}, produciendo de ese modo una succión de aproximadamente el 25%.

Semejante operación de reducción de la salida puede también llevarse a cabo de forma periódica, continuamente, o cuando se requiera mediante el circuito de control CC del motor que controla el motor 32 de la válvula, como se ha descrito anteriormente con respecto al control de temperatura, y no requiere interrumpir el funcionamiento del sistema de acondicionamiento de aire.

Las figuras 12a-12c son vistas correspondientes a las de las figuras 8a-8c pero que incluyen una ligera modificación del elemento de válvula 120 con respecto a la localización de los elementos de leva 128, acoplables mediante las clavijas 42, 43 impulsadas por resorte, para asegurar mejor que el disco de acoplamiento 40 no se moverá a una posición que provoque que sus elementos 44, 45 de válvula de mando cubran la abertura 26 de baja presión en el elemento de válvula, excepto cuando el elemento de válvula está exactamente en una de sus dos posiciones operativas. De este modo, las clavijas 42, 43 impulsadas por resorte, se acoplan con los puntos altos 128a, 128c del elemento de leva solo después de que un elemento 44, 45 de válvula de mando cierre el orificio 26 de baja presión para volver a aplicar la alta presión de sellado contra el elemento de válvula (figura 12c).

El conjunto de válvula ilustrado puede ser utilizado para llevar a cabo otras funciones de control dentro de cualquiera de los dos modos operativos. Por ejemplo, el motor 31 de la válvula puede controlarse simplemente para mover periódicamente el disco de acoplamiento 40 en la medida suficiente para provocar que sus elementos 44 o 45 de válvula de mando desmonten la abertura 26, y de ese modo purguen una pequeña cantidad de alta presión, sin mover de hecho el elemento de válvula 20. Semejante operación puede desearse para llevar a cabo un control de derivación pequeña de gases calientes, con tanta frecuencia como sea necesario.

El conjunto de válvula ilustrado puede también utilizarse para controlar un número diferente de orificios. La figura 13 ilustra un ejemplo en el que el conjunto de válvula incluye solo tres orificios, a saber un orificio de baja presión P_{1}, un orificio de alta presión P_{2} y otro orificio P_{3} para recibir selectivamente la baja presión procedente del orificio P_{1} o bien la alta presión procedente del orificio P_{2}.

La figura 13 ilustra un conjunto de válvula que incluye cinco orificios, de los que los orificios P_{1}-P_{4} son los cuatro orificios descritos anteriormente (por ejemplo en la figura 2), estando el quinto orificio P_{5} dispuesto para aplicar selectivamente alta presión el evaporador, por ejemplo, para desescarche u otros propósitos de control.

La figura 15 ilustra un conjunto de válvula muy similar al que se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 1-3, y por lo tanto para facilitar la comprensión, las partes correspondientes se han identificado mediante los mismos números de referencia. Las diferencias principales entre las dos estructuras aparecen en la base, y en el elemento de válvula, identificados como 210 y 220, respectivamente, en la figura 15. La figura 16a ilustra más en concreto el lado del elemento de válvula 220 enfrentado al disco de acoplamiento 40; las figuras 16b y 17a ilustran más en concreto del lado del elemento de válvula enfrentado a la base 210; y la figura 17b ilustra más en concreto la base 210 que puede cooperar con el elemento de válvula 220.

La base 210 incorpora los mismos cuatro orificios LP_{C}, HP_{C}, HX_{I}, HX_{O} que en la figura 1, orificios que están conectados mediante conductos (L_{1}-L_{7}, figura 1) al compresor 2, al intercambiador de calor interior 4 y al intercambiador de calor exterior 6 (figuras 18a, 18b). La base 210 incluye además un tope 211, correspondiente al tope 11 en las figuras 1-3 pero de menor diámetro. El tope 211 está colocado a ambos lados, en sus lados opuestos mediante dos orificios adicionales, a saber: un orificio de derivación S_{I} que conecta un conducto de derivación 212 (figura 18a, 18b) al intercambiador de calor interior 4, y un orificio de derivación S_{O} que conecta un segundo conducto 213 de derivación al intercambiador de calor exterior 6.

La cara de control del elemento de válvula 220, que se ilustra en concreto en la figura 17a, incluye además una nervadura interior 221 de bucle cerrado, que define una sección central 223 de baja presión, y una nervadura anular exterior 222 que define, entre ésta y la nervadura 221, una sección anular 224 externa, de alta presión, que contiene la sección 223 interior de baja presión. Las dos nervaduras 221 y 222 de bucle cerrado están configuradas en particular para cooperar con los orificios en la base 210, como se describirá en más detalle a continuación.

Igual que en las realizaciones descritas previamente, el elemento de válvula 220 incluye también un agujero pequeño 225 que conecta la sección 224 de alta presión con la cara opuesta del elemento de válvula para aplicar alta presión al mismo; y un agujero grande 226 que sale de la sección 223 de baja presión, y es cooperativo con una válvula de mando 244 en el disco de acoplamiento 40, para liberar la alta presión cuando se desea cambiar la válvula desde una posición operativa a otra.

El lado del elemento de válvula 220 enfrentado al disco 40 de acoplamiento es de estructura algo diferente a la descrita anteriormente. Tal como se muestra en concreto en la figura 16a, este lado del elemento de válvula 220 está formado por una nervadura periférica 227a, 227b en cada uno de sus lados opuestos, cada una formada con un rebaje central 228a, 228b. Las dos nervaduras periféricas se extienden por 120 para definir una ranura 229a, 229b de 60º, en cada uno de sus lados opuestos.

Tal como se describirá después, los rebajes 228a, 228b sirven como retenes para recibir de forma liberable las dos clavijas 42, 43 impulsadas por resorte, del disco de acoplamiento 4, cuando el disco de acoplamiento está exactamente en la posición en la que su válvula de mando 244 cierra la abertura grande 226 en el elemento de válvula 220; mientras que la ranura 229a, 229b coopera con salientes radiales 246a, 246b en el disco de acoplamiento 40 para hacer rotar el elemento de válvula 220 a cualquier posición deseada después de que la alta presión aplicada al elemento de válvula haya sido liberada abriendo el agujero 226 de la válvula de mando.

Las figuras 18a y 18b ilustran la posición del elemento de válvula 220 con respecto a la base 210 para producir un modo de funcionamiento de refrigeración y un modo de funcionamiento de calentamiento, respectivamente, correspondientes a las figuras 6a y 6b en las realizaciones descritas anteriormente. La válvula ilustrada en la figura 15 puede también controlarse de la manera descrita anteriormente con respecto a las figuras 10a-10f para producir cualquier control de fuga deseado, desde la sección de alta presión a la sección de baja presión de la válvula de control con propósitos de control de temperatura, o como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 11a-11c para controlar la salida del sistema controlando el área en sección transversal del orificio LP_{C} de baja presión expuesto al respectivo intercambiador de calor.

No obstante, la válvula ilustrada en la figura 15 puede manejarse para llevar a cabo otras funciones de control. Así, la provisión de los dos orificios de derivación S_{I} y S_{0} en la base 210 permite a la válvula controlar también la derivación de gas a localizaciones seleccionadas en el sistema a través de los conductos de derivación 212, 213 por razones de control de temperatura; además, la construcción en vacío del lado del elemento de válvula 220 enfrentado al disco de acoplamiento 40 permite que el motor sea utilizado también para abrir o cerrar selectivamente la válvula de mando PV (elemento 244 móvil con respecto a la abertura 226) en cualquier posición del elemento de válvula (es decir, en cualquiera de las dos posiciones de modo, o en cualquier posición intermedia entre estas), por ejemplo para ejercer un control moderado de temperatura o de presión cuando se desee, o con la frecuencia que se estime necesaria, sin mover de hecho el elemento de válvula 220.

Las operaciones precedentes se ilustran más en concreto en las figuras 19-24.

La figura 19 ilustra un modo de refrigeración directo, en el que el orificio de baja presión de LP_{C} está acoplado al orificio HX_{I} del intercambiador de calor interior, y el orificio de alta presión HP_{C} está conectado al orificio HX_{O} del intercambiador de calor exterior. En la posición ilustrada en la figura 19, no está activa ninguna de las derivaciones S_{i}, S_{o}. La figura 19a ilustra la posición cerrada normal de la válvula de mando 244, es decir cerrando el agujero 226, de modo que se aplica alta presión a través del agujero 225 al lado opuesto del elemento de válvula 220.

La figura 20 ilustra el elemento de válvula 220 movido ligeramente (en sentido horario) para exponer parcialmente el orificio de derivación S_{I} a la cavidad de alta presión 224, para derivar de ese modo una parte del gas de alta presión al intercambiador de calor interior 4. Esto puede desearse, por ejemplo, para proporcionar una pequeña derivación de gases calientes con el fin de impedir la congelación del intercambiador de calor interior. El elemento de válvula también reduce ligeramente la sección transversal del orificio HX_{I} del intercambiador de calor interior, expuesto a la baja presión, pero esto no es significativo aquí.

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Las figuras 20a, 20b ilustran que, en la posición de válvula de la figura 20, la válvula de mando 244 puede también cerrarse (figura 20a) o abrirse (figura 20b) para llevar a cabo un control de pequeña derivación de gases calientes, si se desea, sin interrumpir el funcionamiento del compresor.

Las figuras 21, 21a y 21b ilustran condiciones similares a las de las figuras 20, 20a, 20b pero con toda la sección transversal del orificio de derivación S_{i} expuesta a la sección de alta presión.

Las figuras 22, 22a, 22b ilustran la condición en la que ambos orificios de derivación S_{I}, So están bloqueados, pero está expuesta a la sección de baja presión un área en sección transversal menor del orificio HX_{I} del intercambiador de calor interior, reduciendo así adicionalmente la salida del sistema de acondicionamiento de aire; y las figuras 23, 23 a y 23b ilustran condiciones similares pero incluso con una reducción adicional en la salida del sistema de acondicionamiento de aire. En ambos casos, se reduce también el área en sección transversal del orificio HX_{O} del intercambiador de calor exterior, expuesto a la baja presión, lo que de ese modo reduce el volumen del gas, y por lo tanto esta carga de trabajo en el compresor.

Las figuras 24-27 ilustran controles similares cuando el sistema de acondicionamiento de aire está en el modo de calentamiento.

Así, se verá que el nuevo conjunto de válvula que se ha descrito anteriormente puede utilizarse no solo como una válvula de inversión para cambiar entre un modo operativo y otro, sino también como una válvula de control para llevar a cabo un gran número de controles en cualquiera de los modos operativos. Muchas características de la presente invención contribuyen a este resultado ventajoso, en concreto la construcción del elemento de válvula de la disposición de la sección anular de alta presión en torno a, y cerrando la sección de baja presión, lo que auto-regula el elemento de válvula para producir un delgado colchón de aire que facilita el movimiento del elemento de válvula manteniendo al mismo tiempo su cara de control lo suficientemente próxima a la base como para aislar sustancialmente la sección de alta presión respecto de la sección de baja presión en cualquier posición del elemento de válvula. Esta construcción del elemento de válvula produce, en efecto, puertas variables que pueden controlar de forma variable fugas o derivaciones desde una sección de presión a otra (por ejemplo, con propósitos de control de temperatura) o puede controlar de forma variable el área en sección transversal de la sección de baja presión expuesta al intercambiador de calor (por ejemplo, con propósitos de control de salida), pero sin interrumpir el funcionamiento acondicionador de aire. Además, el control de la válvula de mando en cualquier posición del elemento de válvula permite también que se lleve a cabo una pequeña derivación de gases calientes siempre que se desee y en cualquier posición del elemento de válvula. Finalmente, utilizar un accionamiento por motor, en concreto un motor paso a paso, permite un control muy preciso, de forma tanto automática como manual, del elemento de válvula para llevar a cabo cualquiera de las funciones descritas anteriormente.

Por lo tanto, si bien la invención se ha descrito con respecto a varias realizaciones preferidas, se apreciará que estas se exponen solamente a modo de ejemplo, y que puede realizarse muchas otras variaciones de la invención. Por ejemplo, la invención puede utilizarse en conjuntos de válvula accionados manualmente, o en conjuntos de válvula para otras aplicaciones diferentes a los sistemas de acondicionamiento de aire. Ciertas características de la invención podrían utilizarse sin otras características. Por ejemplo, una o más de las funciones de control descritas anteriormente, por ejemplo el control de fugas o de derivación, el control de salida o el control de válvula de mando, podrían implementarse en otras construcciones de válvula de inversión. Los expertos en la materia serán capaces de apreciar muchas otras variaciones, modificaciones y aplicaciones de la invención, tal como se define mediante las siguientes reivindicaciones.

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Referencias citadas en la descripción

La lista de referencias citadas por el solicitante es solo para comodidad del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en recopilar las referencias, no puede descartarse errores u omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patentes citados en la descripción

\bullet US 2 855 000 A [0002]

\bullet US 5 462 085 A [0002]

\bullet US 5 507 315 A [0002]

Claims

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1. Conjunto de válvula 8 para controlar el flujo de un fluido entre una serie de orificios que incluyen por lo menos un orificio de alta presión (HP_{C}) y un orificio de baja presión (LP_{C}), que comprende:

una base (10; 210) que incorpora la mencionada serie de orificios;

un elemento de válvula (20; 120; 220) giratorio a una serie de posiciones operativas con respecto a la mencionada base (10; 210), teniendo dicho elemento de válvula (20; 120; 220) una cara de control enfrentada a dicha base (10; 210) para controlar el flujo de fluido entre los mencionados orificios de acuerdo con la posición del elemento de válvula (20; 120; 220) con respecto a dicha base (10; 210); y una cara opuesta de espaldas a dicha base;

caracterizado porque

la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) está formada con una cavidad de baja presión (23) en su región central, y con una cavidad anular (24) de alta presión en su región exterior, que circunscribe por completo dicha cavidad de baja presión.
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```
2. Conjunto de válvula acorde con la reivindicación 1, que comprende además:

un respiradero de acción lenta para aplicar alta presión desde la mencionada cavidad (24) de alta presión a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula, cuando el elemento de válvula (20; 120; 220) está en una posición operativa, con el fin de presionar firmemente el elemento de válvula (20; 120; 220) en contacto de sellado con la base (10; 210), y para aislar de ese modo la cavidad (24) de alta presión respecto de la cavidad (23) de baja presión;

una válvula de mando (44, 45) que está cerrada normalmente pero puede abrirse selectivamente para liberar la alta presión aplicada a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula (20; 120; 220), y para permitir de ese modo que el elemento de válvula (20; 120; 220) sea movido a otra posición operativa; y

una galería desde la mencionada sección anular de alta presión del elemento de válvula (20; 120; 220) a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula (20; 120; 220), para mantener la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) lo suficientemente próxima a la mencionada base (10; 210) para aislar sustancialmente la cavidad (24) de alta presión respecto de la cavidad (23) de baja presión, también cuando la mencionada válvula de mando (44, 45) está abierta y el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) es movido a otra posición operativa.
```
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```
3. Conjunto de válvula acorde con la reivindicación 2,

en el que dicha válvula de mando, cuando se abre, conecta la alta presión en la mencionada cara opuesta del elemento de válvula (20; 120; 220) a la mencionada cavidad (23) de baja presión para liberar la alta presión aplicada a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula; y/o

que comprende además un accionamiento por motor rotatorio que incluye un motor eléctrico, y un circuito de control del mismo para mover selectivamente el elemento de válvula (20; 120; 220) desde una posición operativa a otra posición operativa con el objeto de cambiar las conexiones entre los mencionados orificios de alta presión y de baja presión, o a una posición intermedia entre dichas dos posiciones operativas con el objeto de controlar el flujo de fluido con respecto a dichos orificios sin hacer un cambio de las conexiones entre dichos orificios de alta presión y de baja presión.
```
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```
4. Conjunto de válvula acorde con la reivindicación 3,

en el que el mencionado circuito de control controla el mencionado accionamiento por motor giratorio para mover selectivamente el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) a cualquiera de una serie de posiciones intermedias; y/o

en el que la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) está construida de manera que mover el elemento de válvula (20; 120; 220) a la mencionada posición intermedia controla la fuga de fluidos desde la mencionada cavidad (24) de alta presión a la mencionada cavidad (23) de baja presión; y/o

en el que la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) está construida de manera que mover el elemento de válvula (20; 120; 220) a la mencionada posición intermedia controla el área eficaz en sección transversal del mencionado orificio de baja presión expuesto a la mencionada cavidad (23) de baja presión del elemento de válvula; y/o
```
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```
en el que el mencionado accionamiento por motor giratorio controla también la mencionada válvula de mando para abrirla o cerrarla selectivamente en cualquiera de las mencionadas posiciones operativas o intermedias.
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```
5. Conjunto de válvula acorde con la reivindicación 4, en el que el mencionado accionamiento por motor giratorio impulsa el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) a través de un disco (40) de acoplamiento que está acoplado directamente al accionamiento por motor giratorio y está acoplado al elemento de válvula (20; 120; 220) a través de un acoplamiento en vacío de manera que el disco (40) de acoplamiento puede rotarse en una pequeña cantidad para abrir o cerrar la válvula de mando sin hacer rotar el elemento de válvula.
6. Conjunto de válvula acorde con la reivindicación 5,

en el que el mencionado disco (40) de acoplamiento incluye una clavija derivada por resorte que puede ser recibida dentro de un rebaje en el elemento de válvula (20; 120; 220), para retener de forma liberable el disco (40) de acoplamiento en una posición normal que cierra la mencionada válvula de mando, pero pudiendo girarse mediante el mencionado accionamiento por motor giratorio con respecto al mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) para abrir o cerrar la mencionada válvula de mando en cualquier posición del elemento de válvula; y/o

en el que el mencionado disco (40) de acoplamiento incluye un par de clavijas derivadas por resorte diametralmente opuestas, que pueden ser recibidas dentro de rebajes diametralmente opuestos en el elemento de válvula (20; 120; 220) para retener el disco (40) de acoplamiento en la mencionada posición normal con respecto a la mencionada válvula de mando; y/o

en el que el mencionado acoplamiento en vacío entre el mencionado disco (40) de acoplamiento y el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) comprende un saliente dispuesto en el mencionado disco (40) de acoplamiento, movible dentro de una ranura en dicho elemento de válvula.
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7. Conjunto de válvula acorde con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) está formada por una formación de nervaduras que incluye nervaduras de bucle cerrado concéntricas interna y externa, que definen la mencionada cavidad (23) de baja presión dentro de la nervadura interna de bucle cerrado, y la mencionada cavidad (24) de alta presión entre las dos nervaduras de bucle cerrado.
8. Conjunto de válvula acorde con la reivindicación 7,

en el que las mencionadas nervaduras de bucle cerrado están configuradas de manera que, por lo menos en una posición intermedia del elemento de válvula (20; 120; 220) entre sus dos posiciones operativas, las mencionadas nervaduras derivan parcialmente fluido desde la mencionada cavidad (24) de alta presión a la mencionada cavidad (23) de baja presión; y/o

en el que las mencionadas nervaduras de bucle cerrado están perfiladas de manera que, por lo menos en una posición intermedia del elemento de válvula entre sus dos posiciones operativas, las mencionadas nervaduras reducen el área eficaz en sección transversal del orificio de baja presión expuesto a la mencionada cavidad (23) en de baja presión; y/o

que comprende además por lo menos un orificio de derivación, y un conducto de derivación desde dicho orificio de derivación para derivar parcialmente fluido fuera de una de las mencionadas cavidades, estando las mencionadas nervaduras de bucle cerrado conformadas de manera que, en una posición intermedia del elemento de válvula, las mencionadas nervaduras derivan parcialmente fluido fuera de dicha cavidad.
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9. Conjunto de válvula de acuerdo con la reivindicación 8, en el que hay un orificio de derivación y un conducto de derivación para cada una de las mencionadas cavidades, estando las mencionadas nervaduras de bucle cerrado conformadas de manera que en cada una de dos posiciones intermedias diferentes del elemento de válvula, las mencionadas nervaduras derivan parcialmente fluido fuera de una de dichas cavidades a través de uno de dichos conductos de derivación.
10. Conjunto de válvula acorde con una de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además:

un accionamiento rotatorio, y un disco (40) de acoplamiento para accionar el mencionado elemento de válvula;

la mencionada base y el elemento de válvula (20; 120; 220) estando contenidos en un alojamiento sellado herméticamente;

estando el mencionado accionamiento por motor rotatorio localizado externamente respecto del mencionado alojamiento y acoplado al mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) mediante imanes permanentes dispuestos en un disco de accionamiento localizado externamente respecto del mencionado alojamiento y acoplado al accionamiento por motor rotatorio, y en un disco de accionamiento localizado dentro del mencionado alojamiento y acoplado al elemento de válvula; y/o

en el que la mencionada serie de orificios incluye un tercer orificio y un cuarto orificio localizados en lados opuestos del mencionado orificio de alta presión, de manera que en una primera posición operativa del elemento de válvula, dicho tercer orificio está conectado a dicho orificio de baja presión y dicho cuarto orificio está conectado a dicho orificio de alta presión, y en una segunda posición operativa del elemento de válvula, dicho tercer orificio ésta conectado a dicho orificio de alta presión, y dicho cuarto orificio está conectado a dicho orificio de baja presión.
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11. Conjunto de válvula acorde con la reivindicación 10, en combinación con:

un compresor que tiene un lado de alta presión conectado al mencionado orificio de alta presión, y un lado de baja presión conectado al mencionado orificio de baja presión;

un primer intercambiador de calor conectado al mencionado tercer orificio; y

un segundo intercambiador de calor conectado al mencionado cuarto orificio;

de manera que en una posición operativa del elemento de válvula, el elemento de válvula (20; 120; 220) conecta el mencionado primer intercambiador de calor con el mencionado orificio de baja presión, y el mencionado segundo intercambiador de calor con el mencionado orificio de alta presión; y en una segunda posición operativa del elemento de válvula, el elemento de válvula (20; 120; 220) conecta el mencionado primer intercambiador de calor con el mencionado orificio de alta presión y el mencionado segundo intercambiador de calor con el mencionado orificio de baja presión.
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12. Sistema de acondicionamiento de aire para acondicionar el aire de un espacio cerrado mediante comprimir y expandir un fluido, que comprende:

un intercambiador de calor interior a situar dentro del espacio cerrado;

un intercambiador de calor exterior a situar fuera del espacio cerrado;

un compresor que tiene un lado de baja presión y un lado de alta presión; y

una válvula de inversión que incluye;

una base que tiene un orificio de baja presión conectado al mencionado lado de baja presión del compresor y un orificio de alta presión conectado al lado de alta presión del compresor, caracterizado porque comprende además un elemento de válvula (20; 120; 220) giratorio con respecto a la mencionada base, incluyendo el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) una cara de control enfrentada a la mencionada base para controlar el flujo de fluido entre los mencionados orificios en función de la posición del elemento de válvula (20; 120; 220) con respecto a la base, y una cara opuesta de espaldas a la mencionada base; estando la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) formada con una cavidad de baja presión (23) en su región central, y con una cavidad anular (24) de alta presión en su región exterior, que circunscribe por completo dicha cavidad (23) de baja presión;

un accionamiento por motor giratorio para accionar el mencionado elemento de válvula; y

un controlador para controlar el mencionado accionamiento por motor giratorio con el objeto de accionar selectivamente el mencionado elemento de válvula;

(a)

en una primera posición operativa que conecta el mencionado orificio de baja presión al mencionado intercambiador de calor interior y el mencionado orificio de alta presión el mencionado intercambiador de calor exterior, para definir una sección de baja presión que incluye el mencionado intercambiador de calor interior para utilizar el fluido con el objeto de refrigerar el mencionado espacio cerrado; y

(b)

en una segunda posición operativa que conecta el mencionado orificio de alta presión al mencionado intercambiador de calor interior y el mencionado orificio de baja presión el mencionado intercambiador de calor exterior, para definir una sección de alta presión que incluye el mencionado intercambiador de calor interior para utilizar el fluido con el objeto de calentar el mencionado espacio cerrado;

controlando el mencionado controlador el mencionado accionamiento por motor giratorio para accionar selectivamente el elemento de válvula (20; 120; 220) a por lo menos una posición adicional, además de las mencionadas posiciones operativas primera y segunda;

estando el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) construido para mantener la mencionada sección de alta presión sustancialmente aislada respecto de la mencionada sección de baja presión, y para llevar a cabo por lo menos una función de control adicional, cuando el elemento de válvula (20; 120; 220) es conducido a la posición adicional.
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13. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 12

en el que la mencionada base tiene por lo menos un orificio de derivación conectado a un conducto de derivación; y

en el que la mencionada por lo menos una posición adicional conecta el mencionado orificio de derivación para derivar una parte del fluido a través del mencionado conducto de derivación desde una localización de alta presión hasta una localización de baja presión en el sistema de acondicionamiento de aire, para controlar la temperatura dentro del sistema de acondicionamiento de aire sin interrumpir el funcionamiento del compresor.
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14. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 12 o 13,

en el que la mencionada al menos una función adicional consiste en limitar el área eficaz en sección transversal del mencionado orificio de presión con respecto al intercambiador de calor conectado a este, para controlar de ese modo la salida del sistema de acondicionamiento de aire sin interrumpir el funcionamiento del compresor; y/o

en el que la mencionada base incluye un orificio de derivación conectado a un conducto de derivación; y en el que la mencionada por lo menos una función adicional consiste en derivar una parte del fluido a través del mencionado conducto de derivación desde una localización de alta presión hasta una localización de baja presión en el sistema de acondicionamiento de aire, para controlar de ese modo la temperatura dentro del sistema de acondicionamiento de aire sin interrumpir el funcionamiento del compresor, y/o

en el que la válvula de inversión incluye además una válvula de mando entre los mencionados orificios de alta presión y de baja presión; y el mencionado controlador abre y cierra selectivamente dicha válvula de mando en cualquier posición del mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) para controlar las fugas del orificio de alta presión al orificio de baja presión con el objeto de controlar la temperatura; y/o

en el que el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) incluye una cara de control enfrentada a la mencionada base para controlar el flujo de fluido entre los mencionados orificios de acuerdo con la posición del elemento de válvula (20; 120; 220) con respecto a la base, y una cara opuesta de espaldas a la mencionada base; estando la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) formada por una cavidad (23) de baja presión en su región interior, y por una cavidad (24) de alta presión en su región exterior que circunscribe por completo dicha cavidad (23) de baja presión; y/o

en el que el mencionado controlador incluye un sensor de temperatura para medir la temperatura en una localización predeterminada dentro del sistema de acondicionamiento de aire y para controlar el mencionado accionamiento por motor giratorio en respuesta a la temperatura medida.
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15. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 13

en el que la mencionada base incluye dos conductos de derivación conectados a dos orificios de derivación, y el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) conecta selectivamente un conducto de derivación al mencionado intercambiador de calor interior, y el otro conducto de derivación al mencionado intercambiador de calor exterior, de acuerdo con la posición adicional a la que es conducido el elemento de válvula (20; 120; 220) mediante el controlador; y/o que comprende además:

un respiradero de acción lenta para aplicar alta presión desde la mencionada cavidad (24) de alta presión a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula, cuando el elemento de válvula (20; 120; 220) está en una posición operativa, con el fin de presionar firmemente el elemento de válvula (20; 120; 220) en contacto de sellado con la base, y para aislar de ese modo la cavidad (24) de alta presión respecto de la cavidad (23) de baja presión;

una válvula de mando que está cerrada normalmente pero puede ser abierta selectivamente para liberar la alta presión aplicada a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula, y para permitir de ese modo que el elemento de válvula (20; 120; 220) sea movido a otra posición operativa; y

una galería desde la mencionada sección anular de alta presión del elemento de válvula (20; 120; 220) hasta la mencionada cara opuesta del elemento de válvula (20; 120; 220), para mantener la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) lo suficientemente próxima a la mencionada base para aislar sustancialmente la cavidad (24) de alta presión respecto de la cavidad (23) de baja presión también cuando la mencionada válvula de mando está abierta y el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) es movido a otra posición operativa o a una mencionada posición adicional entre las mencionadas posiciones operativas primera y segunda; y/o

en el que la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) está formada con una formación de nervadura que incluye nervaduras de bucle cerrado concéntricas interior y exterior que definen la mencionada cavidad (23) de baja presión dentro de la nervadura de bucle cerrado interior, y la mencionada cavidad (24) de alta presión entre las dos nervaduras de bucle cerrado.
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16. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 15

en el que las mencionadas nervaduras de bucle cerrado están configuradas de manera que, por lo menos en una posición intermedia del elemento de válvula (20; 120; 220) entre sus mencionadas posiciones operativas primera y segunda, las mencionadas nervaduras derivan parcialmente fluido desde la mencionada cavidad (24) de alta presión a la mencionada cavidad (23) de baja presión; y/o

en el que las mencionadas nervaduras de bucle cerrado están configuradas de manera que, en por lo menos una posición intermedia del elemento de válvula (20; 120; 220) entre las mencionadas posiciones operativas primera y segunda, las mencionadas nervaduras reducen el área eficaz en sección transversal del orificio de baja presión expuesto a la mencionada cavidad (23) de baja presión; y/o

que comprende además:

por lo menos un orificio de derivación, y un conducto de derivación desde el mencionado orificio de derivación para derivar parcialmente fluido fuera de una de las mencionadas cavidades; estando las mencionadas nervaduras de bucle cerrado configuradas de manera que, en una posición intermedia del elemento de válvula (20; 120; 220) entre las mencionadas posiciones operativas primera y segunda, las mencionadas nervaduras derivan parcialmente fluido fuera de dicha una cavidad.
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17. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 16, en el que hay un orificio de derivación y un conducto de derivación para cada una de las mencionadas cavidades, estando las mencionadas nervaduras de bucle cerrado configuradas de manera que en cada una de dos diferentes posiciones intermedias del elemento de válvula (20; 120; 220) entre las mencionadas posiciones operativas primera y segunda, las mencionadas nervaduras derivan parcialmente fluido fuera de cualquiera de las mencionadas cavidades a través de uno de los mencionados conductos de derivación.
18. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con una de las reivindicaciones 12 a 17, en donde este comprende

una válvula de mando que conecta el orificio de alta presión al orificio de baja presión de la válvula de inversión;

controlando también el mencionado controlador la mencionada válvula de mando para abrirla o cerrarla selectivamente en cualquier posición del elemento de válvula (20; 120; 220), con el objeto de producir una fuga controlada desde el mencionado lado de alta presión al mencionado lado de baja presión del compresor.
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19. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con una de las reivindicaciones 12 a 18, que comprende además:

un respiradero de acción lenta para aplicar alta presión desde la mencionada cavidad (24) de alta presión a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula, cuando el elemento de válvula (20; 120; 220) está en una posición operativa, con el fin de presionar firmemente el elemento de válvula (20; 120; 220) en un contacto de sellado con la base, y

para aislar de ese modo la cavidad (24) de alta presión respecto de la cavidad (23) de baja presión;

una válvula de mando que está cerrada normalmente pero puede ser abierta selectivamente para liberar la alta presión aplicada a la mencionada cara opuesta del elemento de válvula, y para permitir de ese modo que el elemento de válvula (20; 120; 220) sea movido a otra posición operativa; y

una galería desde la mencionada sección anular de alta presión del elemento de válvula (20; 120; 220) hasta la mencionada cara opuesta del elemento de válvula (20; 120; 220), para mantener la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) lo suficientemente próxima a la mencionada base para aislar sustancialmente la cavidad (24) de alta presión respecto de la cavidad (23) de baja presión también cuando la mencionada válvula de mando está abierta y el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) es movido a otra posición operativa o a la mencionada posición adicional; y/o

en el que la mencionada cara de control del elemento de válvula (20; 120; 220) está formada con una formación de nervadura que incluye nervaduras de bucle cerrado concéntricas interior y exterior que definen la mencionada cavidad (23) de baja presión dentro de la nervadura de bucle cerrado interior, y la mencionada cavidad (24) de alta presión entre las dos nervaduras de bucle cerrado.
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20. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 19

en el que las mencionadas nervaduras de bucle cerrado están configuradas de manera que, por lo menos en una posición adicional del elemento de válvula (20; 120; 220) entre sus dos posiciones operativas, las mencionadas nervaduras derivan parcialmente fluido desde la mencionada cavidad (24) de alta presión a la mencionada cavidad (23) de baja presión; y/o

en el que las mencionadas nervaduras de bucle cerrado están configuradas de manera que, por lo menos en una posición adicional del elemento de válvula (20; 120; 220) entre sus dos posiciones operativas, las nervaduras reducen el área eficaz en sección transversal del orificio de baja presión expuesto a la mencionada cavidad (23) de baja presión.
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21. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con una de las reivindicaciones 12 a 20, en el que el mencionado accionamiento por motor giratorio impulsa el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) a través de un disco (40) de acoplamiento que está acoplado directamente al accionamiento por motor giratorio y está acoplado al elemento de válvula (20; 120; 220) a través de un acoplamiento en vacío de manera que el disco (40) de acoplamiento puede rotarse en una pequeña cantidad para abrir o cerrar la válvula de mando sin hacer rotar el elemento de válvula.
22. Sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 21,

en el que el mencionado disco (40) de acoplamiento incluye una clavija derivada por resorte que puede ser recibida dentro de un rebaje en el elemento de válvula (20; 120; 220), para retener de forma liberable el disco (40) de acoplamiento en una posición normal que cierra la mencionada válvula de mando, pero pudiendo girarse mediante el mencionado accionamiento por motor giratorio con respecto al mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) para abrir o cerrar la mencionada válvula de mando en cualquier posición del elemento de válvula; y/o

en el que el mencionado disco (40) de acoplamiento incluye un par de clavijas derivadas por resorte diametralmente opuestas, que pueden ser recibidas dentro de rebajes diametralmente opuestos en el elemento de válvula (20; 120; 220), para retener el disco (40) de acoplamiento en una posición normal con respecto a la mencionada válvula de mando; y/o

en el que el mencionado acoplamiento en vacío entre el mencionado disco (40) de acoplamiento y el mencionado elemento de válvula (20; 120; 220) comprende un saliente dispuesto en el mencionado disco (40) de acoplamiento, movible dentro de una ranura en dicho elemento de válvula.
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23. Método de acondicionamiento de un espacio cerrado, que comprende:

proporcionar un sistema de acondicionamiento de aire acorde con la reivindicación 12; y accionar selectivamente el mencionado conjunto de válvula;

(a)

en la mencionada primera posición operativa para llevar a cabo un modo de funcionamiento de refrigeración;

(b)

en la mencionada segunda posición operativa para llevar a cabo un modo de funcionamiento de calentamiento; caracterizado por, o

(c)

en la mencionada por lo menos una posición adicional, para producir un control del sistema de acondicionamiento de aire en el respectivo modo de funcionamiento sin interrumpir el funcionamiento del sistema de acondicionamiento de aire.
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24. Método acorde con la reivindicación 23,

en el que el mencionado conjunto de válvula se lleva a la mencionada posición adicional para producir una fuga controlada entre el mencionado orificio de alta presión y el orificio de baja presión para impedir la formación de escarcha sin interrumpir el funcionamiento del sistema de acondicionamiento de aire; y/o

en el que el mencionado conjunto de válvula se lleva a la mencionada posición adicional para producir una reducción controlada en el área en sección transversal del mencionado orificio de baja presión en la base para reducir la salida del sistema de acondicionamiento de aire sin interrumpir su funcionamiento; y/o

en el que la mencionada válvula de inversión incluye una válvula de mando, y el mencionado controlador abre o cierra selectivamente la mencionada válvula de mando en cualquiera de las mencionadas posiciones operativas o adicionales, para producir una fuga controlada desde el lado de alta presión al lado de baja presión del compresor para los efectos de control temperatura; y/o

en el que la mencionada base incluye un orificio de derivación conectado a un conducto de derivación, y el mencionado accionamiento por motor giratorio está controlado para conectar selectivamente el mencionado conducto de derivación para derivar una parte del fluido a través del mencionado orificio de derivación desde una localización de alta presión hasta una localización de baja presión en el sistema de acondicionamiento de aire, con el fin de controlar la temperatura dentro del sistema de acondicionamiento de aire sin interrumpir el funcionamiento del compresor.
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25. Método acorde con la reivindicación 24, en el que la temperatura ambiental es medida por un sensor de temperatura, y la salida de dicho sensor de temperatura se utiliza para controlar automáticamente el conjunto de válvula con el objeto de impedir la formación de escarcha llevando la válvula desde una posición operativa a la mencionada posición adicional.